本篇文章給大家分享的是有關(guān)C#執(zhí)行原理是什么，小編覺得挺實(shí)用的，因此分享給大家學(xué)習(xí)，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說，跟著小編一起來看看吧。

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從編譯原理說起

一句話介紹編譯器：編譯器是將用某種程式語言寫成的源代碼（源語言），轉(zhuǎn)換成另一種程式語言（目標(biāo)語言）等價(jià)形式的程序。通常我們是將某種高級(jí)語言（如C、C++、C# 、Java）轉(zhuǎn)換成低級(jí)語言（匯編語言、機(jī)器語言）。

編譯器以流水線的形式進(jìn)行工作，分為幾個(gè)階段：源代碼 → 詞法分析 → 語法分析 → 語義分析 → 目標(biāo)代碼 → 鏈接 → 可執(zhí)行文件。現(xiàn)代編譯器還會(huì)更復(fù)雜，中間會(huì)增加更多的處理過程，比如預(yù)處理器，中間代碼生成，代碼優(yōu)化等。

虛擬機(jī)是什么

虛擬機(jī)（VM），簡(jiǎn)單理解，就是可以執(zhí)行特定指令的一種程序。為了執(zhí)行指令，還需要一些配套的設(shè)施，如寄存器、棧等。虛擬機(jī)可以很復(fù)雜，復(fù)雜到模擬真正的計(jì)算機(jī)硬件，也可以很簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單到只能做加減乘除。

在編譯器領(lǐng)域，虛擬機(jī)通常執(zhí)行一種叫中間代碼的語言，中間代碼由高級(jí)語言轉(zhuǎn)換而成，以 Java 為例，Java 編譯后產(chǎn)生的并不是一個(gè)可執(zhí)行的文件，而是一個(gè) ByteCode （字節(jié)碼）文件，里面包含了從 Java 源代碼轉(zhuǎn)換成等價(jià)的字節(jié)碼形式的代碼。Java 虛擬機(jī)（JVM）負(fù)責(zé)執(zhí)行這個(gè)文件。

虛擬機(jī)執(zhí)行中間代碼的方式分為 2 種：解釋執(zhí)行和 JIT（即時(shí)編譯）。解釋執(zhí)行即逐條執(zhí)行每條指令，JIT 則是先將中間代碼在開始運(yùn)行的時(shí)候編譯成機(jī)器碼，然后執(zhí)行機(jī)器碼。由于執(zhí)行的是中間代碼，所以，在不同的平臺(tái)實(shí)現(xiàn)不同的虛擬機(jī)，都可以執(zhí)行同樣的中間代碼，也就實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)。

int run(context* ctx, code* c) {
    for (cmd in c->cmds) {
        switch (cmd.type) {
            case ADD:
            // todo add
            break;
            case SUB:
            // todo subtract
            break;
            // ...
        }
    }
    return 0;
}

總結(jié)一下，虛擬機(jī)本身并不跨平臺(tái)，而是語言是跨平臺(tái)的，對(duì)于開發(fā)人員來說，只需要關(guān)心開發(fā)語言即可，不需要關(guān)心虛擬機(jī)是怎么實(shí)現(xiàn)的，這也是 Java 可以跨平臺(tái)的原因，C# 也是同樣的。推而廣之，理論上任何語言都可以跨平臺(tái)，只要在相應(yīng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了編譯器或者虛擬機(jī)等配套設(shè)施。

C# 是什么，IL 又是什么

C# 是微軟推出的一種基于 .NET 框架的、面向?qū)ο蟮母呒?jí)編程語言。微軟在 2000 年發(fā)布了這種語言，希望借助這種語言來取代Java，更多詳細(xì)的介紹可以參看  C# Wiki。

C# 是一個(gè)語言，微軟給它定制了一份語言規(guī)范，提供了從開發(fā)、編譯、部署、執(zhí)行的完整的一條龍的服務(wù)，每隔一段時(shí)間會(huì)發(fā)布一份最新的規(guī)范，添加一些新的語言特性。從語法層面來說，C# 是一個(gè)很完善，寫起來非常舒服的語言。

C# 和 Java 類似，C# 會(huì)編譯成一個(gè)中間語言（CIL，Common Intermediate Language，也叫 MSIL），CIL 也是一個(gè)高級(jí)語言，而運(yùn)行 CIL 的虛擬機(jī)叫 CLR（Common Language Runtime）。通常我們把 C#、CIL、CLR，再加上微軟提供的一套基礎(chǔ)類庫稱為 .Net Framework。

C# 天生就是為征服宇宙設(shè)計(jì)的，不過非常遺憾，由于微軟的封閉，這個(gè)目標(biāo)并沒有實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然 C# 現(xiàn)在還過得很好，因?yàn)橛螒蚨鵁òl(fā)了新的活力，因?yàn)?Unity3D，因?yàn)?Mono。

.Net Framework vs Mono

Mono 是跨平臺(tái)的 .Net Framework 的實(shí)現(xiàn)。Mono 做了一件很了不起的事情，將 CLR 在所有支持的平臺(tái)上重新實(shí)現(xiàn)了一遍，將 .Net Framework 提供的基礎(chǔ)類庫也重新實(shí)現(xiàn)了一遍。

以上，Compile Time 的工作實(shí)際上可以直接用微軟已有的成果，只要將 Runtime 的 CLR 在其他平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，這個(gè)工作量不僅大，而且需要保證兼容，非常浩大的一個(gè)工程，Mono 做到了，致敬！

Unity3D 中的 C

Unity3D 內(nèi)嵌了一個(gè) Mono 虛擬機(jī)，從上文可以知道，當(dāng)實(shí)現(xiàn)了某個(gè)平臺(tái)的虛擬機(jī)，那語言就可以在該平臺(tái)運(yùn)行，所以，嚴(yán)格的講，Unity3D 是通過 Mono 虛擬機(jī)，運(yùn)行 C# 通過編譯器編譯后生成的 IL 代碼。

Unity3D 默認(rèn)使用 C# 作為開發(fā)語言，除此之外，還支持 JS 和 BOO，因?yàn)?Unity3D 開發(fā)了相應(yīng)的編譯器，將 JS 和 BOO 編譯成了 IL。

小結(jié)

C# 在 Windows 下，是通過微軟的 C# 編譯器，生成了 IL 代碼，運(yùn)行在 CLR 中。

C# 在除 Windows 外的平臺(tái)下，是通過 Mono 的編譯器，生成了 IL 代碼，運(yùn)行在 Mono 虛擬機(jī)中，也可以直接運(yùn)行將已經(jīng)編譯好的 IL 代碼（通過任意平臺(tái)編譯）。

理論上，你創(chuàng)造了一門語言，并且實(shí)現(xiàn)了某一平臺(tái)下的編譯器，然后實(shí)現(xiàn)了所有平臺(tái)下符合語言規(guī)范的虛擬機(jī)，你的語言就可以運(yùn)行在任意平臺(tái)啦。

以上就是C#執(zhí)行原理是什么，小編相信有部分知識(shí)點(diǎn)可能是我們?nèi)粘９ぷ鲿?huì)見到或用到的。希望你能通過這篇文章學(xué)到更多知識(shí)。更多詳情敬請(qǐng)關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。

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